Close

Tháng Một 19, 2019

TCVN 6874-1 : 2001 – phần 1

TIÊU CHUẨN VIỆT NAM

TCVN 6874-1 : 2001

ISO 11114-1 : 1997

CHAI CHỨA KHÍ DI ĐỘNG – TÍNH TƯƠNG THÍCH CỦA VẬT LIỆU LÀM CHAI CHỨA VÀ LÀM VAN VỚI KHÍ CHỨA

PHẦN 1: VẬT LIỆU KIM LOẠI

Transportable gas cylinders – Compatibility of cylinder and valve materials with gas contents

Part 1: Metallic materials

Lời nói đầu

TCVN 6874 – 1 : 2001 hoàn toàn tương đương với ISO11114-1: 1997

TCVN 6874 – 1 : 2001 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn TCVN/TC 58 Bình chứa ga biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị Bộ Khoa học, Công nghệ và Môi trường ban hành.

CHAI CHỨA KHÍ DI ĐỘNG – TÍNH TƯƠNG THÍCH CỦA VẬT LIỆU LÀM CHAI CHỨA VÀ LÀM VAN VỚI KHÍ CHỨA

PHẦN 1: VẬT LIỆU KIM LOẠI

Transportable gas cylinders – Compatibility of cylinder and valve materials with gas contents

Part 1: Metallic materials

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này đưa ra sự hướng dẫn về lựa chọn và đánh giá tính tương thích giữa vật liệu kim loại làm van với khí chứa trong chai.

Các dữ liệu về tính tương thích đã cho có liên quan tới các khí thành phần.

Tiêu chuẩn này áp dụng cho các chai khí không hàn và hàn được dùng để chứa các khí nén, khí hoá lỏng và khí hoà tan.

Chú thích – Trong tiêu chuẩn này thuật ngữ “Chai” được dùng để chỉ các bình chịu áp lực di động, bao gồm cả các ống và ba lông chịu áp lực.

Tiêu chuẩn này không quy định chất lượng của sản phẩm được giao hàng.

2. Tiêu chuẩn trích dẫn

EN 485-2 Nhôm và hợp kim nhôm, gia công áp lực – Lá, băng và tấm – Phần 2: Tính chất cơ học.

EN 586-2 Vật rèn bằng nhôm và hợp kim nhôm – Phần 2: Tính chất cơ học và các tính chất phụ thêm.

EN 720-2 : 1996 Chai khí di động – Khí và các hỗn hợp khí – Phần 2: Xác định tính dễ cháy và khả năng oxy hoá của khí và hỗn hợp khí.

EN 849 : 1996 Chai khí di động – Van chai – Đặc tính kỹ thuật và thử kiểu.

pr.EN 1964-1: 1995 Chai khí di động – Đặc tính kỹ thuật đối với thiết kế và cấu trúc của các chai khí bằng thép không hàn có thể nạp lại và di động với dung tích từ 0,5 lít đến và bao gồm 150 lít – Phần 1: Thép không hàn với giá trị lớn nhất của Rm = 1100 N/mm2.

pr.EN 1975 : 1996 Chai khí di động – Đặc tính kỹ thuật đối với thiết kế và cấu trúc của các chai khí bằng hợp kim nhôm không hàn có thể nạp lại và di động với dung tích từ 0,5 lít đến 150 lít.

EN 10088-1 Thép không gỉ – Phần 1: Danh sách thép không gỉ.

pr.EN ISO 11114-2 : 1997 Chai khí di động – Xác định tính tương thích của vật liệu làm chai và van với khí chứa – Phần 2: Vật liệu phi kim loại.

TCVN 6874-3 : 2001 (EN ISO 11114-3 : 1997) Chai khí di động – Tính tương thích của vật liệu làm chai và van với các dung lượng khí – Phần 3: Thử độ bốc cháy trong khí oxy.

ISO/DIS 7866 Chai khí hợp kim nhôm không hàn có thể nạp lại và di động để sử dụng rộng rãi – Thiết kế, kết cấu và thử nghiệm.

ISO 9328-5 Thép tấm và băng chịu áp lực – Điều kiện kỹ thuật giao hàng – Phần 5: Thép austenit.

ISO/DIS 9809-1 Chai khí bằng thép không hàn di động. Thiết kế, kết cấu và thử nghiệm – Phần 1: Chai bằng thép tôi và ram với độ bền kéo dưới 1100 MPa.

TCVN 6550 : 1999 (ISO 10156 : 1996) Khí và các hỗn hợp khí – Xác định tính cháy và khả năng oxy hoá đối với việc lựa chọn cửa ra của van chai.

3. Định nghĩa

Tiêu chuẩn này sử dụng các định nghĩa sau:

3.1. Người có thẩm quyn (competent person): Người có hiểu biết kỹ thuật, kinh nghiệm và thẩm quyền cần thiết để đánh giá, chấp thuận các vật liệu để đùng với các loại khí và xác định các điều kiện sử dụng đặc biệt cần thiết. Người có thẩm quyền phải được đào tạo chính thức về ngành nghề kỹ thuật thích hợp.

3.2. Chấp nhận (acceptable): Sự kết hợp của vật liệu / khí thoả mãn các điều kiện sử dụng bình thường, miễn là có quan tâm đến các đặc trưng chủ yếu của tính tương thích được nêu trong bảng 1.

3.3. Không khuyến khích (not recommended): Sự kết hợp giữa vật liệu / khi nào đó có thể không an toàn. Có thể dùng các sự kết hợp này nếu đã được người có thẩm quyền đánh giá và cho phép. Người có thẩm quyền qui định các điều kiện sử dụng.

4. Vật liệu

4.1. Vật liệu làm chai: Vật liệu kim loại thường được đùng phổ biến nhất để chế tạo các chai khí được quy định trong các tiêu chuẩn sau:

Nhôm:

EN 485-2

EN 586-2

pr.EN 1975

ISO/DIS 7866

Thép:

ISO 9328-5

pr.EN 1964-1

ISO/DIS 9809-1

4.2. Vật liệu làm van

Vật liệu được dùng phổ biến nhất cho các thân van của các chai khí là đồng thau và các hợp kim đồng khác, thép cacbon, thép không gỉ và hợp kim nhôm.

Trong một số ứng dụng đặc biệt có thể dùng niken hoặc hợp kim niken mạ.

Một số loại thép cacbon, thép không gỉ và hợp kim nhôm dùng cho thân van được quy định trong cùng một tiêu chuẩn đối với kim loại dùng cho các chai khí (xem 4.1).

4.3. Các lưu ý đặc biệt

4.3.1. Trong các trường hợp đặc biệt có thể dùng các vật liệu không tương thích nếu được mạ phủ hoặc bảo vệ thích hợp. Điều này chỉ có thể được thực hiện nếu tất cả các mặt tương thích đã được một người có thẩm quyền xem xét và cho phép.

4.3.2. Các chi tiết phi kim loại, ví dụ đệm kín van, đệm cụm nắp bít, vòng chữ O v.v… phải phù hợp với pr.EN ISO 11114-2. Vật liệu làm kín hoặc bôi trơn được sử dụng ở trụ van phải thích hợp với khí chứa.

Cần đặc biệt đề phòng (xem TCVN 6874-3 : 2001 (EN ISO 11114-3) đối với sự oxy hoá các khí (xem TCVN 6550 : 1999 (ISO 10156) hoặc tiêu chuẩn kỹ thuật tương đương EN 720-2).

4.3.3. Đối với các van chai, phải xem xét tính tương thích trong điều kiện ẩm ướt vì có nguy cơ bị nhiễm bẩn cao bởi hơi ẩm trong khí quyển.

4.3.4. Tài liệu tham khảo trong tiêu chuẩn này đối với thép không gỉ thường được dùng theo các chữ số ký hiệu của AISI, ví dụ 304.

Các loại tương đương trong EN 10088-1 như sau:

3041.4301
304 L1.4306-1.4307
3161.4401
316 L1.4404

5. Tiêu chí của tính tương thích

5.1. Quy định chung

Tính tương thích giữa khí và vật liệu chai, chịu tác động của các phản ứng hoá học và các ảnh hưởng về vật lý, có thể được phân thành năm loại:

– sự ăn mòn (có thể là loại phản ứng thường hay xảy ra nhất);

– sự giòn do hydro;

– sự tạo ra các sản phẩm nguy hiểm thông qua phản ứng hoá học:

– các phản ứng dữ dội (như sự bốc cháy);

– sự giòn ở nhiệt độ thấp.

5.2. Sự ăn mòn

Có thể xuất hiện nhiều loại cơ chế ăn mòn do sự có mặt của khí.

5.2.1. Ăn mòn khô

Là sự ăn mòn hoá học bởi khí khô trên vật liệu chai. Kết quả là chiều dày thành chai bị giảm. Loại ăn mòn này không thông dụng bởi vì tốc độ ăn mòn khô rất thấp ở nhiệt độ môi trường xung quanh.

5.2.2. Ăn mòn ướt

Là loại ăn mòn rất thông dụng chỉ có thể diễn ra trong chai khí do sự có mặt của nước không liên kết. Tuy nhiên, với một số khí hút ẩm (ví dụ HCI, CI2), có thể xẩy ra sự ăn mòn mặc dù hàm lượng nước nhỏ hơn sự bão hoà. Do đó một số sự kết hợp khí / vật liệu không được khuyến khích sử dụng cho dù chúng là trung hoà / trơ trong điều kiện khô theo lý thuyết. Vì thế, điều rất quan trọng là phải ngăn ngừa nước thâm nhập vào trong các chai khí.

Các nguồn nước thông dụng nhất thường hay xâm nhập vào là:

– bởi khách hàng (sự khuyếch tán ngược lại / sự nạp ngược lại hoặc khi chai trống rỗng, bởi không khí lọt vào nếu van không được đóng kín);

– trong quá trình thử thủy lực;

– trong quá trình nạp.

Trong một số trường hợp rất khó ngăn nước lọt vào, đặc biệt là khí hút ẩm (ví dụ Cl2, HCI). Trong các trường hợp khi người nạp không thể bảo đảm độ khô của khí và của chai, phải dùng vật liệu làm chai tương thích với khí ẩm ướt, cho dù khí khô không gây ra ăn mòn.

Có các loại “ăn mòn ướt” khác nhau trong các hợp kim:

– ăn mòn chung: ví dụ, bởi các khí axit (CO2, SO2) hoặc các khí oxy hoá (O2, CI2). Ngoài ra, một số khí, mặc dù là khí trơ khi được thủy phân có thể dẫn đến việc tạo ra các sản phẩm ăn mòn (ví dụ: SiH2CI2);

– ăn mòn cục bộ: ví dụ, ăn mòn lỗ chỗ bởi HCI ẩm trong các hợp kim nhôm hoặc vết nứt do ăn mòn dữ dội của các thép chịu ứng suất cao bởi các hỗn hợp CO/CO2 ẩm.

5.2.3. Ăn mòn do tạp chất

Các khí là khí trơ (không ăn mòn) có thể gây ra ăn mòn do sự có mặt của các tạp chất. Sự nhiễm bẩn của các khí có thể xẩy ra trong quá trình nạp, sử dụng hoặc nếu sản phẩm ban đầu không hoàn toàn sạch.

Các chất gây bẩn thông dụng nhất là:

– không khí của khí quyển, trong trường hợp này các tạp chất có hại có thể là hơi ẩm (xem 5.2.2) và oxy (ví dụ trong amoniac hoá lỏng);

– các sản phẩm ăn mòn mạnh chứa trong một số loại khí, ví dụ H2S trong khí tự nhiên;

– các vết ăn mòn (axit, thủy ngân v.v…) còn sót lại từ quá trình điều chế một số khí.

Khi ảnh hưởng của các loại ăn mòn này đạt tới mức nguy hiểm và không thể ngăn ngừa được sự xuất hiện của các tạp chất như đã nêu, phải sử dụng vật liệu làm chai tương thích với các tạp chất này.

5.3. Sự giòn do hydro

Sự giòn bởi khí khô có thể xảy ra ở nhiệt độ môi trường xung quanh trong trường hợp một số khí và trong các điều kiện làm việc gây ra ứng suất cho vật liệu làm chai. Ví dụ được biết đến nhiều nhất là sự giòn do hydro gây ra.

Hiện tượng nứt do ứng suất có thể xảy ra trong một số điều kiện nhất định, dẫn đến sự phá hủy các chai khí chứa hydro, các hỗn hợp hydro và hydro tạo ra các hợp chất kể cả hydrua. Mối nguy hiểm của sự giòn do hydro chỉ xuất hiện nếu mức áp suất riêng phần của khí và mức ứng suất của vật liệu làm chai đủ lớn.

Chú thích – Đối với các thép 34 CrMo4 Q và thép T và các áp suất riêng phần của hydro tương đương lớn hơn 5 MPa (50 bar), độ bền đứt lớn nhất của thép (UTS) nên là 950 MPa. Một số tiêu chuẩn quy định các phương pháp thử để chọn các loại thép thích hợp với độ bền đứt lớn nhất UTS đối với các chai hydro. Áp suất riêng phần tương đương với hydro sulfit và metyl mecaptan được giảm tới 0,25 MPa (2,5 bar) ở UTS max là 950 MPa

5.4. Sự tạo ra các sản phẩm nguy hiểm

Trong một số trường hợp, các phản ứng của khí với vật liệu kim loại có thể dẫn đến việc tạo ra các sản phẩm nguy hiểm. Ví dụ, phản ứng của C2H2 với hợp kim đồng có chứa trên 70 % đồng và của CH3CI trong các chai nhôm.

5.5. Các phản ứng dữ dội (ví dụ: sự bốc cháy)

Về nguyên tắc, các loại phản ứng này của khí / vật liệu kim loại không phải là phổ biến ở nhiệt độ môi trường xung quanh, bởi vì cần phải có các năng lượng kích hoạt cao để tạo ra các phản ứng như vậy.

Trong trường hợp một số các vật liệu phi kim loại, loại phản ứng này có thể xảy ra đối với một số khí (ví dụ: O2, CI2)

5.6. Sự giòn ở nhiệt độ thấp

Trong một số trường hợp, đối với các khí độc hại khi không dùng bơm hoặc máy nén, các chai khí được nạp bằng cách làm lạnh chai khí với việc sử dụng sản phẩm của kỹ thuật làm lạnh (ví dụ: nitơ lỏng), Trong các trường hợp này, các vật liệu có tính chịu va đập tốt ở nhiệt độ thấp (hợp kim nhôm, thép không gỉ) phải được sử dụng và thép cácbon hoặc thép hợp kim thấp phải được loại bỏ. Trong một số trường hợp khác, các chai thường được nạp ở nhiệt độ thấp, ví dụ: với CO2. Các vật liệu được dùng phải có tính chịu va đập phù hợp ở nhiệt độ thấp trong sử dụng.

6. Tính tương thích của vật liệu

6.1. Bảng về tính tương thích

Trước khi chọn sự kết hợp của khí / chai / van, cần nghiên cứu cẩn thận tất cả các “ĐẶC TÍNH CHỦ YẾU CỦA TÍNH TƯƠNG THÍCH” được giới thiệu trong bảng 1. Cần đặc biệt quan tâm đến các hạn chế được áp dụng cho vật liệu có thể chấp nhận được.

Chú thích – Các khí thường được lập danh sách theo thứ tự chữ cái tiếng Anh

6.2. Các quy ước và ký hiệu được dùng trong bảng 1

Chữ in đậm chỉ vật liệu là thông dụng.

“A” có nghĩa là vật liệu được chấp nhận (xem 3.2).

“NR” có nghĩa là vật liệu không được khuyến khích (xem 3.3)

“Dry” có nghĩa là không có nước liên kết trong chai ở bất kỳ điều kiện làm việc nào bao gồm ở áp suất làm việc cao nhất và nhiệt độ làm việc thấp nhất.

“wet” có nghĩa là các điều kiện được xác định như trên không đáp ứng được đối với “Dry”

6.3. Các chữ viết tắt cho vật liệu

NS =Thép cacbon và thép thường hoá;
QTS =Thép tôi và ram;
AA =Hợp kim nhôm;
SS =Thép không gỉ;
B =Đồng thau và hợp kim đồng
CS =Thép cacbon.

Xem tiếp: TCVN 6874-1 : 2001 – phần 2

 

Tin tức Related
Mở Chat
1
Close chat
Xin chào! Cảm ơn bạn đã ghé thăm website. Hãy nhấn nút Bắt đầu để được trò chuyện với nhân viên hỗ trợ.

Bắt đầu

error: Content is protected !!
Click để liên hệ